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分子のヘリシティーのプログラミングは、スイッチングやセンサーなどの「分子認識」、自己複製や自己増殖など情報をコントロールする「情報機能」、エナンチオマーを作り分ける「触媒機能」という特異な機能をコントロールすることができる。これらの機能は分子メモリーや液晶材料など様々な工業的応用が期待できるため、近年ポリアセチレンやポリシランなど高分子材料を用いて精力的に研究されている。本萌芽研究では、置換活性な金属イオンを中心とした、瞬時なヘリシティー反転現象をスイッチとして、超分子体が形成するヘリシティーの自在制御の確立に成功をおさめた。
本研究代表者が独自に開発した、光学活性なアミド基含有エチレンジアミン型配位子から調製した、単核コバルト(II)錯体の、アニオン添加など外部刺激による瞬時な絶対配置反転現象を基盤として、ヘリシティー情報のコントロールや増幅を目指すため、(1)この光学活性なアミド基含有エチレンジアミン型配位子の末端に、アキラルなデヒドロフェニルアラニンと2-アミノイソブチル酸からなるペンタペプチドを縮合させた光学活性な4座配位子を新たに開発した。このアキラルなペプチド部分は、エチレンジアミン部位の立体化学を反映した、右巻きの3_<10>らせん構造を有する事を明らかにした。(2)この4座配位子を用いて調製した過塩素酸コバルト(II)錯体は、Λ型の金属中心と右巻きのペプチドらせんをもつのに対して、硝酸イオンの添加により、金属中心がΔ型へと反転し、さらにペプチド部位も、左巻きらせん構造へと反転できることを明らかにした。
このように、この超分子-金属錯体は、外部刺激による錯体ヘリシティーの反転現象をペプチドヘリシティーの反転へと伝達し、CD強度として約100倍へ増幅できることを明らかにした。
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